JPH0377936B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0377936B2 JPH0377936B2 JP7956284A JP7956284A JPH0377936B2 JP H0377936 B2 JPH0377936 B2 JP H0377936B2 JP 7956284 A JP7956284 A JP 7956284A JP 7956284 A JP7956284 A JP 7956284A JP H0377936 B2 JPH0377936 B2 JP H0377936B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- output
- signal
- electrode
- capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
- G01L9/125—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor with temperature compensating means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜関連する技術分野＞
本発明は、プロセス制御装置に用いられるベロ
ーズ又はダイヤフラムなどの受圧要素と静電容量
変化を用いた圧力伝送器に関する。
ーズ又はダイヤフラムなどの受圧要素と静電容量
変化を用いた圧力伝送器に関する。
＜従来技術＞
第１図は静電容量変化を用いた圧力伝送器の一
例を示す構造図である。１は一室構造の圧力伝送
器の本体断面を示し、一方の端面には測定すべき
圧力Ｐを受ける受圧ダイヤフラム２が、他方の端
面には大気圧Ａを受けるダイヤフラム３がその周
縁を本体に溶接されて配置されており、本体に形
成された貫通穴１a，１bと上記ダイヤフラム２，
３で囲まれた中空室内及び中空室中央部に形成さ
れた電極室１ｃ内にはシリコン油等の封入液４が
満たされている。５a，５bは電極室内において本
体内壁に対向して支持された絶縁材、６a，６bは
この絶縁材上に対向して接着された固定電極であ
る。７は絶縁材５a，５bに挟持された金属リン
グ、８はこの金属リングに支持された板バネ、９
はこの板バネに支持された移動電極であり、この
移動電極と各固定電極６a，６b間で静電容量C1，
C2が形成される。Tcは金属リング、板バネを介
して移動電極９に接続された移動電極端子、T1，
T2は固定電極６a，６bに接続された固定電極端子
である。１０は移動電極９受圧ダイヤフラム２を
連結するロツドで、受圧ダイヤフラム２で受け
た、圧力Ｐと有効面積Ａとの積Ｐ・Ａの力を移動
電極９を介して板バネ８に伝える。板バネ８は上
記力Ｐ・Ａと平衡するまでたわみ、この変位によ
り移動電極９が中央位置より微小変位し、対向す
る固定電極６a，６b間の静電容量C1，C2が差動的
に変化する。移動電極の変位をΔxとし、移動電
極９と各固定電極６a，６b間の初期ギヤツプを
d0、封入液の誘電率ε、空気中での初期容量をC0
とするとき、 C1＝Cpε／１＋Δx／dD，C2＝Cpε／１−Δx／dD となる。
例を示す構造図である。１は一室構造の圧力伝送
器の本体断面を示し、一方の端面には測定すべき
圧力Ｐを受ける受圧ダイヤフラム２が、他方の端
面には大気圧Ａを受けるダイヤフラム３がその周
縁を本体に溶接されて配置されており、本体に形
成された貫通穴１a，１bと上記ダイヤフラム２，
３で囲まれた中空室内及び中空室中央部に形成さ
れた電極室１ｃ内にはシリコン油等の封入液４が
満たされている。５a，５bは電極室内において本
体内壁に対向して支持された絶縁材、６a，６bは
この絶縁材上に対向して接着された固定電極であ
る。７は絶縁材５a，５bに挟持された金属リン
グ、８はこの金属リングに支持された板バネ、９
はこの板バネに支持された移動電極であり、この
移動電極と各固定電極６a，６b間で静電容量C1，
C2が形成される。Tcは金属リング、板バネを介
して移動電極９に接続された移動電極端子、T1，
T2は固定電極６a，６bに接続された固定電極端子
である。１０は移動電極９受圧ダイヤフラム２を
連結するロツドで、受圧ダイヤフラム２で受け
た、圧力Ｐと有効面積Ａとの積Ｐ・Ａの力を移動
電極９を介して板バネ８に伝える。板バネ８は上
記力Ｐ・Ａと平衡するまでたわみ、この変位によ
り移動電極９が中央位置より微小変位し、対向す
る固定電極６a，６b間の静電容量C1，C2が差動的
に変化する。移動電極の変位をΔxとし、移動電
極９と各固定電極６a，６b間の初期ギヤツプを
d0、封入液の誘電率ε、空気中での初期容量をC0
とするとき、 C1＝Cpε／１＋Δx／dD，C2＝Cpε／１−Δx／dD となる。
このようにして検出された、変位Δxに関連し
た容量C1，C2は演算回路１１に導かれ、（C1−
C2）／（C1＋C2）の演算が実行され、その出力
Vpは、Vp＝εCp・Δxとなり、Δxに比例した信号
を得ることができる。１２はこの信号Vpを４〜
20ｍＡのスパンを有する電流信号Ipに変換して遠
隔点の負荷Rlに伝送する出力回路である。Ebは遠
隔点に設けられた直流電源である。
た容量C1，C2は演算回路１１に導かれ、（C1−
C2）／（C1＋C2）の演算が実行され、その出力
Vpは、Vp＝εCp・Δxとなり、Δxに比例した信号
を得ることができる。１２はこの信号Vpを４〜
20ｍＡのスパンを有する電流信号Ipに変換して遠
隔点の負荷Rlに伝送する出力回路である。Ebは遠
隔点に設けられた直流電源である。
このような構成の圧力伝送器では次の点に問題
があつた。
があつた。
(1) 受圧ダイヤフラム２の有効面積Ａや板バネ８
の定数の変化で測定誤差が出る。
の定数の変化で測定誤差が出る。
(2) 移動電極を変位は微小ではあるが可動部であ
り、姿勢による影響を受ける。
り、姿勢による影響を受ける。
(3) 板バネ、移動電極、ロツド等電極室内の構造
が複雑でかつ精密加工を要するため、製造コス
トがかさむ。
が複雑でかつ精密加工を要するため、製造コス
トがかさむ。
＜発明の目的＞
本発明は封入液の誘電率が圧力によつて変化す
ることに着目し、可動部を有せず、構造が極めて
簡素な圧力伝送器を実現することを目的とする。
ることに着目し、可動部を有せず、構造が極めて
簡素な圧力伝送器を実現することを目的とする。
＜発明の概要＞
本発明の構成上の特徴は、夫々が温度及び圧力
が変化するとその誘電率が変化する封入液を間に
した一対の固定電極で形成され、互いに近接配置
された２個の容量手段の一方の封入液に対して被
測定圧を導くと共に、上記２個の容量の誘電率変
化を検出する手段と、これらの検出手段の出力に
基づいて温度変動を補償した上記被測定圧力信号
を出力する演算手段とを具備せしめた点にある。
が変化するとその誘電率が変化する封入液を間に
した一対の固定電極で形成され、互いに近接配置
された２個の容量手段の一方の封入液に対して被
測定圧を導くと共に、上記２個の容量の誘電率変
化を検出する手段と、これらの検出手段の出力に
基づいて温度変動を補償した上記被測定圧力信号
を出力する演算手段とを具備せしめた点にある。
＜実施例＞
第２図は本発明圧力伝送器の一実施例を示すも
ので、第１図と同一要素には同一記号を付し説明
を省略する。本体１の内部は隔壁１dによる圧力
ｐを受ける電極室１eと大気圧のみを受ける電極
室１fとに２分されている。５c，５dは電極室１e
内において対向配置された絶縁材、６d，６cはこ
の絶縁材に固定され、封入液４aを介して対向配
置された固定電極である。５e，５fは電極室１f内
において対向配置された絶縁材、６e，６fはこの
絶縁材に固定され、封入液４bを介して対向配置
された固定電極である。固定電極６cは電極端子
T1へ、固定電極６eは電極端子T2へ、固定電極６
ｄと６fは共通接続され電極端子Tcに導かれ、Tcと
T1間より固定電極６c，６dにより形成される静電
容量Cpが、TcとT2間より固定電極６e，６fによ
り形成される静電容量Ctが検出され、演算回路１
１に導かれる。
ので、第１図と同一要素には同一記号を付し説明
を省略する。本体１の内部は隔壁１dによる圧力
ｐを受ける電極室１eと大気圧のみを受ける電極
室１fとに２分されている。５c，５dは電極室１e
内において対向配置された絶縁材、６d，６cはこ
の絶縁材に固定され、封入液４aを介して対向配
置された固定電極である。５e，５fは電極室１f内
において対向配置された絶縁材、６e，６fはこの
絶縁材に固定され、封入液４bを介して対向配置
された固定電極である。固定電極６cは電極端子
T1へ、固定電極６eは電極端子T2へ、固定電極６
ｄと６fは共通接続され電極端子Tcに導かれ、Tcと
T1間より固定電極６c，６dにより形成される静電
容量Cpが、TcとT2間より固定電極６e，６fによ
り形成される静電容量Ctが検出され、演算回路１
１に導かれる。
第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第
２図との相違点は、第２図の隔壁５dに代えて、
Ｏリング１３でシールされた絶縁材５gを中空室
１cの中央部に固定し、この絶縁材５gの両側面に
固定電極６dと６fを固定したことを特徴としてい
る。
２図との相違点は、第２図の隔壁５dに代えて、
Ｏリング１３でシールされた絶縁材５gを中空室
１cの中央部に固定し、この絶縁材５gの両側面に
固定電極６dと６fを固定したことを特徴としてい
る。
第２図、第３図の構成においてダイヤフラム２
は第１図の場合のごとく圧力ｐに比例した力を発
生する要素としての作用ではなく、圧力ｐの封入
液４aに伝達するシールダイヤフラムとして作用
する。
は第１図の場合のごとく圧力ｐに比例した力を発
生する要素としての作用ではなく、圧力ｐの封入
液４aに伝達するシールダイヤフラムとして作用
する。
静電容量Cpは圧力ｐがシールダイヤフラム２
を介して封入液４aを圧縮するとその誘電率が変
化することで可変する。しかし誘電率εは温度で
も変化する。一般に室温状態でΔp＝０のときの
誘電率をεpとするとき、温度Δt、圧力Δpの変化
に対し誘電率εは、α，βを定数とするとき、 ε＝εp（１−αΔt＋βΔp） (1) で表わされる。従つて、Ｃｐは、Δt＝０，Δp＝
０のときの容量をC1とするとき、 Cp＝C1・εp（１−αΔt＋βΔp） (2) と表わされる。一方Ctは温度のみの影響を受ける
ので、Δt＝０のときの容量をC2とするとき、 Ct＝C2・εp（１−αΔt） (3) で表わされる。
を介して封入液４aを圧縮するとその誘電率が変
化することで可変する。しかし誘電率εは温度で
も変化する。一般に室温状態でΔp＝０のときの
誘電率をεpとするとき、温度Δt、圧力Δpの変化
に対し誘電率εは、α，βを定数とするとき、 ε＝εp（１−αΔt＋βΔp） (1) で表わされる。従つて、Ｃｐは、Δt＝０，Δp＝
０のときの容量をC1とするとき、 Cp＝C1・εp（１−αΔt＋βΔp） (2) と表わされる。一方Ctは温度のみの影響を受ける
ので、Δt＝０のときの容量をC2とするとき、 Ct＝C2・εp（１−αΔt） (3) で表わされる。
次に第４図により、演算回路１１及び出力回路
１２の実施例を説明する。１４は一定電圧Vsで
振幅Ｅと周波数ωが一定に制御された交流発信機
であり、その出力epの一端が電極端子Tcに、他端
は回路の共通電位点COMに接続される。電極端
子T1とCOM間にはダイオードD1のアノード・カ
ソード回路及び電流検出抵抗R1の直列回路が、
又電極端子T2とCOM間にはダイオードD2のアノ
ード・カソード回路及び電流検出抵抗R2の直列
回路が接続される。C1，C2は抵抗R1，R2に並列
接続された平滑用コンデンサである。このような
構成によつて、発振器１４よりの交流信号e0の半
サイクルにおいて、Cp，Ctに比例した電流がR1，
R2を流れ、平滑された直流電圧信号Vp，Vtが共
通電位点COMと抵抗R1，R2の両端間に発生す
る。ダイオードD3，D4は電極端子T1，T2と共通
電位点COM間に接続され交流信号e0の負の半サ
イクルが流れる。Cp，Ctに比例した信号Vp，Vt
は入力抵抗R3，R4を介して増幅器１５の非反転
及び反転入力端子に導かれる。１６は増幅器１５
で制御される出力トランジスタで、出力端子１
７，１８流れる電流Ipを調節する。Rfは共通電位
点COMと出力端子の一方１８間に接続された帰
還抵抗で、Ipに比例した電圧を発生し、スパン調
整用ポテンシヨメータVR1を含む抵抗回路網を介
して帰還電圧Vfとして抵抗R5を介して増幅器の
非反転入力端子に帰還される。出力端子の他方１
７と共通電位点COM間には定電流回路CC1とツ
エナーダイオードD5の直列回路によりなる定電
圧発生回路が接続され、定電圧Vzにより増幅器
１５、発振器１４は駆動され、更に一定電圧Vs
の電源として用いられる。VR2はこの一定電圧
Vzを分圧して零点調整電圧Vrを抵抗R6を介して
増幅器１５の反転入力端子に供給するためのポテ
ンシヨンメータである。
１２の実施例を説明する。１４は一定電圧Vsで
振幅Ｅと周波数ωが一定に制御された交流発信機
であり、その出力epの一端が電極端子Tcに、他端
は回路の共通電位点COMに接続される。電極端
子T1とCOM間にはダイオードD1のアノード・カ
ソード回路及び電流検出抵抗R1の直列回路が、
又電極端子T2とCOM間にはダイオードD2のアノ
ード・カソード回路及び電流検出抵抗R2の直列
回路が接続される。C1，C2は抵抗R1，R2に並列
接続された平滑用コンデンサである。このような
構成によつて、発振器１４よりの交流信号e0の半
サイクルにおいて、Cp，Ctに比例した電流がR1，
R2を流れ、平滑された直流電圧信号Vp，Vtが共
通電位点COMと抵抗R1，R2の両端間に発生す
る。ダイオードD3，D4は電極端子T1，T2と共通
電位点COM間に接続され交流信号e0の負の半サ
イクルが流れる。Cp，Ctに比例した信号Vp，Vt
は入力抵抗R3，R4を介して増幅器１５の非反転
及び反転入力端子に導かれる。１６は増幅器１５
で制御される出力トランジスタで、出力端子１
７，１８流れる電流Ipを調節する。Rfは共通電位
点COMと出力端子の一方１８間に接続された帰
還抵抗で、Ipに比例した電圧を発生し、スパン調
整用ポテンシヨメータVR1を含む抵抗回路網を介
して帰還電圧Vfとして抵抗R5を介して増幅器の
非反転入力端子に帰還される。出力端子の他方１
７と共通電位点COM間には定電流回路CC1とツ
エナーダイオードD5の直列回路によりなる定電
圧発生回路が接続され、定電圧Vzにより増幅器
１５、発振器１４は駆動され、更に一定電圧Vs
の電源として用いられる。VR2はこの一定電圧
Vzを分圧して零点調整電圧Vrを抵抗R6を介して
増幅器１５の反転入力端子に供給するためのポテ
ンシヨンメータである。
このような構成において、増幅器１５はVpと
Vtの差を増幅し、この増幅器出力Vpにより出力
トランジスタ１６を介してIpが制御される。ここ
で、Vp，Vtは、 Vp＝Ｅ・ε・Cp・R1 (4) Vt＝Ｅ・ε・Ct・R2 (4)′ と現すことができるので、(4)、(4)′式よりVpは、
R1＝R2＝Ｒとすると、 Vp＝Vp−Vt＝Ｅ・ε・Ｒ（Cp−Ct） となる。ここでＥ・ε・Ｒ＝Ｋとおけるので、 Vp＝Ｋ（Cp−Ct） (5) となる。C1＝C2＝C0とするとき、(2)、(3)式を(5)
式に代入し、 Vp＝Ｋ・Cp・εp・β・Δp (6) となる。従つて出力電流Ipは、 Ip∝Ｋ・Cp・εp・β・Δp (7) となり、Δpに比例する。
Vtの差を増幅し、この増幅器出力Vpにより出力
トランジスタ１６を介してIpが制御される。ここ
で、Vp，Vtは、 Vp＝Ｅ・ε・Cp・R1 (4) Vt＝Ｅ・ε・Ct・R2 (4)′ と現すことができるので、(4)、(4)′式よりVpは、
R1＝R2＝Ｒとすると、 Vp＝Vp−Vt＝Ｅ・ε・Ｒ（Cp−Ct） となる。ここでＥ・ε・Ｒ＝Ｋとおけるので、 Vp＝Ｋ（Cp−Ct） (5) となる。C1＝C2＝C0とするとき、(2)、(3)式を(5)
式に代入し、 Vp＝Ｋ・Cp・εp・β・Δp (6) となる。従つて出力電流Ipは、 Ip∝Ｋ・Cp・εp・β・Δp (7) となり、Δpに比例する。
次にC1≠C2つまりCpとCtの初期容量にわずか
の差があり、C1＝（１＋γ）C2＝Cpとおける場合
は、 Vp＝Vp−Vt ＝Eω（CpR1−CtR2） ここでR1＝１／１＋γR2＝Rpと設計すると、上式 は、 Vp＝Ｅ・ω｛CpRp−Ct（１＋γ）Rp｝ ＝Ｅ・ω・Rp・Cp・εp （１−αΔt＋βΔt−１＋αΔt） ＝Ｋ・Cp・εp・β・Δp (8) となり、Δpに比例する。
の差があり、C1＝（１＋γ）C2＝Cpとおける場合
は、 Vp＝Vp−Vt ＝Eω（CpR1−CtR2） ここでR1＝１／１＋γR2＝Rpと設計すると、上式 は、 Vp＝Ｅ・ω｛CpRp−Ct（１＋γ）Rp｝ ＝Ｅ・ω・Rp・Cp・εp （１−αΔt＋βΔt−１＋αΔt） ＝Ｋ・Cp・εp・β・Δp (8) となり、Δpに比例する。
上記R1＝R2／（１＋γ）Rpは、R2を可変抵抗
にして、Δp＝０，Δt＝０で出力Vpがゼロになる
ように調整することにより実現できる。又抵抗
R2をポテンシヨメータとし、Vtを分圧して取出
すようにしても同様に実現できる。
にして、Δp＝０，Δt＝０で出力Vpがゼロになる
ように調整することにより実現できる。又抵抗
R2をポテンシヨメータとし、Vtを分圧して取出
すようにしても同様に実現できる。
第５図はCpに比例した電圧Vpを得る他の実施
例である。電圧端子Tcの電圧は増幅器を形成す
るＣ−MOSインバータG1，G2の直列接続回路の
入力に与えられ、G2の出力は同様のインバータ
G3を介して切換スイツチを形成するＣ−MOSナ
ンドゲートの一方の入力端子に供給され、これら
ナンドゲートG4，G5の出力は電極端子T1，T2に
導かれると共にＣ−MOSナンドゲートG6の入力
端子に導かれる。G6の出力は双方向特性の定電
流素子を介して電極端子Tcに接続される。C3は
電極端子Tcと共通電位点COMに接続された一定
容量のコンデンサで、定電流素子の一定電流と
Cp又はCtに流れる電流の差で充放電される。CT
はG2の出力をカウントするＣ−MOSのカウンタ
でｎ個のパルスをカウントする毎にその出力を反
転させ、その出力は切換スイツチを形成するナン
ドゲートG5の他方の入力端子に、又インバータ
G7を介してナンドゲートG4の他の方に入力端子
に供給される。
例である。電圧端子Tcの電圧は増幅器を形成す
るＣ−MOSインバータG1，G2の直列接続回路の
入力に与えられ、G2の出力は同様のインバータ
G3を介して切換スイツチを形成するＣ−MOSナ
ンドゲートの一方の入力端子に供給され、これら
ナンドゲートG4，G5の出力は電極端子T1，T2に
導かれると共にＣ−MOSナンドゲートG6の入力
端子に導かれる。G6の出力は双方向特性の定電
流素子を介して電極端子Tcに接続される。C3は
電極端子Tcと共通電位点COMに接続された一定
容量のコンデンサで、定電流素子の一定電流と
Cp又はCtに流れる電流の差で充放電される。CT
はG2の出力をカウントするＣ−MOSのカウンタ
でｎ個のパルスをカウントする毎にその出力を反
転させ、その出力は切換スイツチを形成するナン
ドゲートG5の他方の入力端子に、又インバータ
G7を介してナンドゲートG4の他の方に入力端子
に供給される。
このような構成において、回路はCp又はCtに逆
比例した周波数p又はtの自己発振回路を形成
し、pの発振パルスをｎ個カウントするとtの発
振に切換わり、tの発振パルスをｎ個カウントす
ると元に戻る動作を継続する。従つてカウンタ
CTの出力点及びインバータG7の出力点の波
形は、第６図、に示すごとく、パルス幅が
Cp及びCtに比例するの信号の繰返し波形となる。
１９，２０は夫々点点の信号を受け、これに
同期してパルス幅がCpに対応した信号を点、
点に発生する。第６図、にこの波形を示す。
SW1，SW2は，点の信号で、の信号をサ
ンプルするスイツチであり、SW1のサンプル出力
は抵抗R7，R8、コンデンサC4によるなるホール
ド回路でサンプルホールドされ、同様にSW2のサ
ンプル出力は抵抗R9，R10、コンデンサC5よりな
るホールド回路でサンプルホールドされる。SW1
によるサンプルホールド出力をVp、SW2による
サンプルホールド出力をVtとすると、Vp，Vtは
夫々 Vp＝Cp／Cp・Vz・R8／R7＋R8＝C1／Cp・εp
（１−αΔt＋βΔp）Vz・R8／R7＋R8(9) Vp＝Ct／Cp・Vz・R10／R9＋R10＝Ct／Cp・ε
p（１−αΔt）Vz・R10／R9＋R10(10) となる。
比例した周波数p又はtの自己発振回路を形成
し、pの発振パルスをｎ個カウントするとtの発
振に切換わり、tの発振パルスをｎ個カウントす
ると元に戻る動作を継続する。従つてカウンタ
CTの出力点及びインバータG7の出力点の波
形は、第６図、に示すごとく、パルス幅が
Cp及びCtに比例するの信号の繰返し波形となる。
１９，２０は夫々点点の信号を受け、これに
同期してパルス幅がCpに対応した信号を点、
点に発生する。第６図、にこの波形を示す。
SW1，SW2は，点の信号で、の信号をサ
ンプルするスイツチであり、SW1のサンプル出力
は抵抗R7，R8、コンデンサC4によるなるホール
ド回路でサンプルホールドされ、同様にSW2のサ
ンプル出力は抵抗R9，R10、コンデンサC5よりな
るホールド回路でサンプルホールドされる。SW1
によるサンプルホールド出力をVp、SW2による
サンプルホールド出力をVtとすると、Vp，Vtは
夫々 Vp＝Cp／Cp・Vz・R8／R7＋R8＝C1／Cp・εp
（１−αΔt＋βΔp）Vz・R8／R7＋R8(9) Vp＝Ct／Cp・Vz・R10／R9＋R10＝Ct／Cp・ε
p（１−αΔt）Vz・R10／R9＋R10(10) となる。
２１はこれら電圧信号Vp，Vtの他を増幅して
Vpを得る増幅器であり、R11，R12はVp，Vtを非
反転及び反転入力端子に導く入力抵抗、R13は非
反転入力端子と共通電位点COM間に接続された
入力抵抗、R14は増幅器２１出力端子と反転入力
端子間に接続された帰還抵抗である。
Vpを得る増幅器であり、R11，R12はVp，Vtを非
反転及び反転入力端子に導く入力抵抗、R13は非
反転入力端子と共通電位点COM間に接続された
入力抵抗、R14は増幅器２１出力端子と反転入力
端子間に接続された帰還抵抗である。
このような構成において、C1＝C2＝Cp、R11＝
R12＝R13＝R14、R8／（R7＋R8）＝R10／（R9＋
R10）＝Ｋと設計して(9)、(10)式よりVp求めると、 Vp＝Vp−Vt＝εp・β・Δp・Ｋ （11） となり、VpはΔpに比例する。
R12＝R13＝R14、R8／（R7＋R8）＝R10／（R9＋
R10）＝Ｋと設計して(9)、(10)式よりVp求めると、 Vp＝Vp−Vt＝εp・β・Δp・Ｋ （11） となり、VpはΔpに比例する。
C1＝（１＋γ）C2＝Cpのときは、R8／（R7＋
R8）＝（１＋γ）・R10／（R9＋R10）＝Ｋと設計し
てVpの演算を行うようにすればよい。
R8）＝（１＋γ）・R10／（R9＋R10）＝Ｋと設計し
てVpの演算を行うようにすればよい。
第７図はΔpに比例した電圧信号Vpを得る更に
他の実施例であり、電極端子Tcは振幅Ｅ、周波
数を有する交流発振器２２の出力に接続されて
いる。この発振器はＣ−MOSゲートG8，G9より
なり、電源の負側は負の一定電圧−Vzに、正側
は積分ホールド増幅器２３の出力電圧に接続さ
れ、２３の出力で振幅Ｅが制御される。２４は電
極端子T1を介してCpに流れる交流電流を整流平
滑して直流電圧信号Vpに変換する理想化ダイオ
ード、平滑手段、２５は同じく電極端子T2を介
してCtに流れる交流電流を整流平滑して直流電圧
信号Vtに変換する理想化ダイオード、平滑手段
である。
他の実施例であり、電極端子Tcは振幅Ｅ、周波
数を有する交流発振器２２の出力に接続されて
いる。この発振器はＣ−MOSゲートG8，G9より
なり、電源の負側は負の一定電圧−Vzに、正側
は積分ホールド増幅器２３の出力電圧に接続さ
れ、２３の出力で振幅Ｅが制御される。２４は電
極端子T1を介してCpに流れる交流電流を整流平
滑して直流電圧信号Vpに変換する理想化ダイオ
ード、平滑手段、２５は同じく電極端子T2を介
してCtに流れる交流電流を整流平滑して直流電圧
信号Vtに変換する理想化ダイオード、平滑手段
である。
この直流電圧信号と負の一定電圧−Vsは抵抗
R15，R16で加算され積分ホールド増幅器２３に
より、R15とR16を流れる電流の差が積分され、
発振器２２の振幅を制御する。
R15，R16で加算され積分ホールド増幅器２３に
より、R15とR16を流れる電流の差が積分され、
発振器２２の振幅を制御する。
このような構成において、Vp，Vtは、
Vp＝Cp・Ｅ・R17 （12）
Vt＝Ct・Ｅ・R18 （13）
となる。ここでR17，R18は各理想化ダイオード、
整流回路２４，２５における負荷抵抗である。
整流回路２４，２５における負荷抵抗である。
この状態においてCtに関する電圧Vtが一定電
圧Vsとなるように発振器２２制御されるため、 Vt＝R15／R16・Vs となり、R15＝R16のときは、 Vt＝Vs （14） となる。従つて、（13）式より、 Vt＝・Ct・Ｅ・R18＝Vs （15） となり、これより求めると＝Vs／Ct・Ｅ・
R8となる。従つて、（12）式よりVpは、 Vp＝R17Cp／R18Ct・Vs ＝R17C1／R18C2（１＋βΔp）Vs となる。ここでC1＝C2、R17＝R18と設計すれば、 Vp＝（１＋βΔp）Vs （16） となる。C1≠C2のとき、即ちC1＝（１＋γ）C2の
ときはR18＝R17／（１＋γ）と設計することに
より、（16）式と同様な関係のVpを得ることがで
きる。
圧Vsとなるように発振器２２制御されるため、 Vt＝R15／R16・Vs となり、R15＝R16のときは、 Vt＝Vs （14） となる。従つて、（13）式より、 Vt＝・Ct・Ｅ・R18＝Vs （15） となり、これより求めると＝Vs／Ct・Ｅ・
R8となる。従つて、（12）式よりVpは、 Vp＝R17Cp／R18Ct・Vs ＝R17C1／R18C2（１＋βΔp）Vs となる。ここでC1＝C2、R17＝R18と設計すれば、 Vp＝（１＋βΔp）Vs （16） となる。C1≠C2のとき、即ちC1＝（１＋γ）C2の
ときはR18＝R17／（１＋γ）と設計することに
より、（16）式と同様な関係のVpを得ることがで
きる。
そこで、VpとVtを出力端子２６，２７に導い
て両者の差Vpを検出すると、（15）、（16）式よ
り、 Vp＝Vp−Vt（１−βΔp）Vs−Vs ＝β・Δp・Vs （17） となり、圧力Δpに比例した電圧信号Vpを得るこ
とができる。
て両者の差Vpを検出すると、（15）、（16）式よ
り、 Vp＝Vp−Vt（１−βΔp）Vs−Vs ＝β・Δp・Vs （17） となり、圧力Δpに比例した電圧信号Vpを得るこ
とができる。
＜効果＞
このようにして、本発明にれば、被測定圧力及
び温度により誘電率が変化する封入液を有する固
定電極構造の静電容量と、これに近接配置された
温度のみにより誘電率が変化する封入液を有する
固定電極構造の静電容量の２個の静電容量手段を
用いることにより、可動部を持たない又温度によ
る影響を受けない圧力伝送器を極めて簡素で安価
に実現することができる。
び温度により誘電率が変化する封入液を有する固
定電極構造の静電容量と、これに近接配置された
温度のみにより誘電率が変化する封入液を有する
固定電極構造の静電容量の２個の静電容量手段を
用いることにより、可動部を持たない又温度によ
る影響を受けない圧力伝送器を極めて簡素で安価
に実現することができる。
従つて従来問題とされていた板バネやダイヤフ
ラムの誤差や、姿勢による誤差の発生のおそれが
なく、温度補償のための感温素子や補償回路を必
要としない圧力伝送器を実現することができる。
ラムの誤差や、姿勢による誤差の発生のおそれが
なく、温度補償のための感温素子や補償回路を必
要としない圧力伝送器を実現することができる。
第１図は従来の圧力伝送器の一例を示す構成
図、第２図、第３図は本発明の一実施例を示す構
成図、第４図、第５図は本発明伝送器の演算回
路、出力回路の一例を示す回路構成図、第６図は
第５図の動作説明図、第７図は演算回路の他の実
施例を示す回路構成図である。 １……本体、２……シールダイヤフラム、６c，
６d……固定電極、６f，６e……固定電極、４a，
４b……封入液、１１……演算回路、１２……出
力回路。
図、第２図、第３図は本発明の一実施例を示す構
成図、第４図、第５図は本発明伝送器の演算回
路、出力回路の一例を示す回路構成図、第６図は
第５図の動作説明図、第７図は演算回路の他の実
施例を示す回路構成図である。 １……本体、２……シールダイヤフラム、６c，
６d……固定電極、６f，６e……固定電極、４a，
４b……封入液、１１……演算回路、１２……出
力回路。
Claims (1)
- １ 夫々が温度及び圧力が変化するとその誘電率
が変化する封入液を間にして近接配置され第１・
第２静電容量を形成させる各一対の第１・第２固
定電極対と、これ等の固定電極対のうち一方の前
記封入液に対して被測定圧力を印加する圧力印加
手段と、前記第１固定電極対から出力される第１
静電容量をこれに対応する第１信号に変換する第
１信号変換手段と、前記第２固定電極対から出力
される第２静電容量をこれに対応する第２信号に
変換する第２信号変換手段と、前記第１信号と前
記第２信号との差を演算することにより前記温度
の影響を除去して前記被測定圧力に対応する圧力
信号を出力する演算手段とを具備することを特徴
とした圧力伝送器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7956284A JPS60222737A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 圧力伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7956284A JPS60222737A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 圧力伝送器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60222737A JPS60222737A (ja) | 1985-11-07 |
| JPH0377936B2 true JPH0377936B2 (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=13693446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7956284A Granted JPS60222737A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 圧力伝送器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60222737A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3811047A1 (de) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 | Draegerwerk Ag | Fuehler zur kapazitiven messung des druckes in gasen |
| JP4750876B2 (ja) * | 2009-06-05 | 2011-08-17 | 日本電信電話株式会社 | センサ回路およびセンサノード |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP7956284A patent/JPS60222737A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60222737A (ja) | 1985-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4193063A (en) | Differential capacitance measuring circuit | |
| JPS6237440B1 (ja) | ||
| JPH07181094A (ja) | 非対称差圧トランスジューサの帰還制御方法及び装置 | |
| US4366716A (en) | Pressure transducer | |
| JPH0580096A (ja) | ２つのコンデンサの容量値の商を測定する回路装置 | |
| JPH0377936B2 (ja) | ||
| JPH068763B2 (ja) | 差圧伝送器 | |
| JPH0672901B2 (ja) | 静電容量−電圧変換回路 | |
| JPH047460B2 (ja) | ||
| JPH0229165B2 (ja) | ||
| JPH0370767B2 (ja) | ||
| JPH0348714Y2 (ja) | ||
| JPH0348715Y2 (ja) | ||
| KR830000922Y1 (ko) | 용량식 차압 전송기(容量式差壓傳送器) | |
| JPS6362689B2 (ja) | ||
| JPS6236087Y2 (ja) | ||
| JPS6351250B2 (ja) | ||
| JPS6245485B2 (ja) | ||
| JPS6140046B2 (ja) | ||
| JPS6138811B2 (ja) | ||
| JPH0412466Y2 (ja) | ||
| JPH0412465Y2 (ja) | ||
| JPH0549949B2 (ja) | ||
| JPH0120647Y2 (ja) | ||
| JPH0749968B2 (ja) | 変位変換器 |